国内外大裂缝、溶洞性复杂地层堵漏技术进展

随着勘探开发逐渐向复杂地层钻进,钻遇溶洞、大裂缝的情况越来越多,恶性井漏发生越来越频繁,造成巨大经济损失。分析碳酸盐及压力衰竭等复杂地层堵漏困难原因,针对目前大裂缝、溶洞性复杂地层堵漏技术,结合国内外现场堵漏实践,介绍承托液堵漏工艺、特种水泥浆堵漏工艺、弹性石墨堵漏工艺、交联型聚合物堵漏工艺、气体钻井液防漏工艺及实用堵漏工具。最后探讨了大裂缝、溶洞性复杂地层堵漏发展方向。为大裂缝、溶洞性复杂地层恶性漏失堵漏提供参考。     

东方13-1 高温高压气田全寿命多级屏障井筒完整性设计

东方13-1 气田目的层温度高达141℃,压力系数1.90~1.94 g/cm3,天然气中CO2 含量14.63%~50.04%,属高温高压高含CO2 天然气藏,实际开发中极易造成固井窜槽、油套管强度下降及腐蚀失效,给井筒安全造成隐患。为此设计采用了具有防漏、防窜、防腐蚀、防应变、防温变功能的“5 防”树脂水泥浆体系及油气响应型自修复水泥浆体系,实现全井段水泥封固;并提出了“尾管树脂水泥浆+ 尾管顶部封隔器+ 回接插入密封+ 回接管柱顶部封隔器+ 自修复水泥固井+ 树脂水泥固井”六级屏障设计技术,形成多级屏障的安全系统。现场应用结果表明,东方13-1 气田各生产井?177.8 mm 尾管及回接段固井质量优良, 而且从投产至今,各生产井井口压力监测均未发现有环空带压问题。该套技术可以有效封固高温高压高含CO2 产层,保障从钻完井至后期开发生产整个周期过程中的井筒完整性,降低了环空带压风险。     

卸载型异常高压地层压力预测方法

南海乐东区域是典型的卸载型高压区域,常规地层压力预测方法在该区域的适用性较差,现场钻井作业面临井涌、井喷等风险。为建立适用于乐东区域的地层压力预测模型,利用人工岩心开展室内声波测试实验,分别建立了声波波速与有效应力、岩性和泥质含量的函数关系。实验结果表明,声波波速与有效应力呈指数型关系,声波波速与孔隙度和泥质含量的平方根呈现线性关系。利用线性叠加原理,建立了改进的Bowers地层压力预测模型。改进的Bowers模型克服了原模型中只针对泥页岩地层进行压力预测的限制,可以对砂泥岩地层开展地层压力预测;同时克服了原模型卸载方程中当有效应力无限趋于0,声波波速趋于海水波速的理论缺陷。现场应用表明,改进的Bowers地层压力预测模型在乐东区域的预测结果平均误差仅为2.6%,该模型在乐东区域具有良好的适用性。     

莺歌海盆地超高温高压探井作业模式探索

南海莺歌海盆地超高温高压探井压力窗口极窄,作业风险高,易出现井漏、溢流、井涌、卡钻等问题。在盆地B区,勘探三号半潜式钻井平台自2017年以来先后成功实施了9口超高温高压井。介绍了他们由高温高压井向超高温高压井跨越之后,探索形成的适用于超高温高压井目的层段的技术与作业模式,对海上超高温高压井作业具有一定的借鉴意义。     

泥页岩井壁坍塌周期实验研究简介

针对泥页岩地层在钻进过层中容易发生坍塌,介绍了坍塌周期的实验研究方法,对实际钻井过程中及时应对井壁垮塌具有十分重要的意义。     

莺琼盆地高温高压窄安全密度窗口钻井关键技术

南海莺琼盆地高温高压井安全密度窗口极窄,部分井甚至无窗口,钻进过程中溢流、井漏、喷漏同层等复杂情况频发,多口井被迫提前完钻甚至报废。为解决窄安全密度窗口引起的钻井问题,经过多年的实践与摸索,通过优化套管下深拓宽安全密度窗口、薄弱地层挤水泥提高地层承压能力、使用小尺寸钻具显著降低循环压耗、优选抗高温弹性堵漏材料对诱导裂缝进行堵漏、使用纳米防漏隔离液及锰矿粉高密度水泥浆应对窄安全密度窗口固井漏失与压稳问题,形成一套针对高温高压窄安全密度窗口的钻井技术及配套工艺,详细探讨了各项技术原理及现场应用效果。南海西部莺琼盆地十几口高温高压探井的应用结果表明,该技术有效应对了井底温度高达212 ℃、地层压力系数超过2.30、窄安全密度窗口仅为0.04等恶劣井况,钻井复杂情况发生率得到显著降低,为类似窄安全密度窗口钻井提供借鉴。     

南海莺琼盆地地层压力预测技术现状及展望

莺琼盆地是世界海上三大含油气超压盆地之一。盆地内超压分布十分广泛,超压成因复杂多样,目前钻遇最高压力系数达2.36。钻井实践表明,地层压力异常严重影响了作业安全和时效,是长期制约盆地内高温高压及深水领域天然气勘探开发进程的关键因素。该文通过详细回顾地层压力预测技术发展脉络,系统梳理了中海油莺琼盆地地层压力预测技术面临的挑战,总结了制约地层压力预测技术精度的关键因素。在此基础上,面向未来勘探及钻井作业安全需求,指明了后续盆地内地层压力预测技术发展趋势及重点攻关方向,为海上低勘探地区的压力预测研究提供了重要参考。     

海上高温高压地层孔隙压力预测方法研究

针对南海北部莺歌海盆地地层异常高压比较普遍的情况,利用改进的声波速度-密度交会图版,对其中东方13气田高温高压地层的异常高压形成机制进行分析。对于泥岩地层,分析认为其异常高压成因机制主要为欠压实作用、水热增压作用和化学压实作用,各机制对高温高压形成的贡献率随垂深不同而变化。基于该气田的特殊地质情况,建立了孔隙压力计算的组分模型,采用测井数据对孔隙压力进行计算。考虑到构造起伏的影响,认为砂岩储层孔隙压力是由泥岩传递和烃柱浮力作用产生的两部分孔隙压力组成,并建立了相关计算模型。     

水基钻井液侵入对乌石YQ油田地层坍塌压力的影响

水基钻井液与地层相互作用易引起测井数据失真,导致据此计算出的坍塌压力不能反映地层真实情况.为此,提出了声波时差测井资料的校正方法,并针对乌石YQ油田开展了单井原状坍塌压力计算及井壁失稳分析.室内试验结果显示,钻井液会造成岩石理化性质发生改变,其中声波时差加大尤为明显.通过校正得到原状地层声波时差,进一步获得未受钻井液影响的原状地层坍塌压力.同时,WZ2段地层因水化能力强而致整体坍塌压力增大,LS2段、LS3段泥页岩微裂缝发育,坍塌压力增幅与泥质含量成正相关.建议在WZ2段地层加强水化抑制性,在LS2段、LS3段地层加强水化抑制性及封堵性能.